Практическая работа 3 экоаудит

автор: valdik от 10-03-2011, 23:00 |

Лабораторные работы |

Практическая работа 3

Тема: Расчет экологического риска

Цель: Научиться рассчитывать экологический риск
Задание:
1 дать краткую характеристику опасного производственного объекта;
2 разбить технологическую схему на функциональные блоки;
3 рассчитать энергетический потенциал одного блока - площадка «Коса»;
4 определить категорию взрывоопасности блока;
5 построить сценарий аварий;
6 рассчитать радиус разрушений при взрыве опасных веществ, об-разующихся в блоке;
7 рассчитать масштабы заражения токсичными веществами;
8 описать методику расчета вероятность аварии - возникновение пожара (взрыва) и основные факторы риска аварий на объекте;
9 по результатам работы оформить отчет.
Исходные данные:
1 Опасный производственный объект - Певекская нефтебаза;
2 На площадке «Коса» располагаются 42 резервуара для хранения нефтепродуктов с объемом 1012 м 3;
3 Нефтепродукты, хранящиеся в резервуарах, имеют следующий со-став: бензин, дизельное топливо, мазут, масла. Наибольшая доля с качественного состава нефтепродуктов принадлежит углеводородам.
4 Абсолютная регламентированная температура парогазовой фазы (ПГФ) Т1=25+273=298 К;
5 Удельная теплота сгорания qt= 46090 кДж/кг;
6 Время =600 сек.;
7 Плотность жидкой фазы при нормальных условиях =601 кг/м3;
8 Скорость истечения парогазовой фазы v1’’=0,36 м/с;
9 Площадь сечения через которое возможно истечение жидкой фазы при аварийной разгерметизации блока S1’’=140 м2;
10 Теплота испарения r=5,3 ккал/моль;
11 Энергия сгорания парогазовой фазы, образующейся из пролитой на твердую поверхность жидкой фазы за счет теплоотдачи от окружающей среды, Е4’’=0,833•1010 кДж.
Порядок выполнения работы
1 Характеристика опасного производственного объекта и разбиение технологической схемы на блоки
Опасный производственный объект «Певекская нефтебаза» разделен на 3 функциональных блока - береговую площадку, площадку «Коса» и межплощадочный трубопровод. На нефтебазе имеется морской терминал для приема и отгрузки нефтепродуктов. Общее количество легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, в т.ч. бензина, дизельного топлива, топлива ТС-1 (мазут), керосина, масла - до 81000 т. На объекте самыми крупными являются резервуары объемом более 3000 м 3. Персонал нефтебазы - 94 человека. Близлежащий населенный пункт с населением 7 тыс. человек, находится на расстоянии 4 км.
2 Определение значений энергетических показателей взрывоопасности технологического блока
Энергетический потенциал безопасности Е, кДж, блока определяется полной энергией сгорания парогазовой фазы (ПГФ), находящейся в блоке, с учетом величины работы ее адиабатического расширения, а также величины энергии полного сгорания испаряющейся жидкости с максимально возможной площади ее пролива, при этом считается:
1. при аварийной разгерметизации аппарата происходит его полное раскрытие (разрушение);
2. площадь пролива жидкости определяется исходя из конструкционных решений зданий или площади наружных установок;
3. время испарения применяется не более 1 часа.
где Е1t-сумма энергий адиабатического расширения А, кДж, при сгорании ПГФ, находящегося в блоке, кДж определяется по формуле:
Для практического определения энергии адиабатического расширения ПГФ можно воспользоваться формулой:
где - безразмерный коэффициент, учитывающий давление принимается согласно [1] =3,38;
Р - абсолютное давление ПГФ блока, МПа, Р=5 МПа,
-геометрический объем ПГФ в блоке, м 3, =425,04 м 3.
А=3,38•5•425,04=7183,176 кДж
G1t-масса ПГФ, имеющаяся непосредственно в блоке и поступивших в него при аварийной разгерметизации от смежных объектов, кг;
где -объем ПГФ приведенной к нормальным условиям
где Р0-регламентированное атмосферное давление в блоке, Р0=0,1 МПа [2];
-удельный объем ПГФ в реальных условиях, ; =425,04 м3
Т - абсолютная температура ПГФ;
где К- показатель адиабаты, К=1,1
К
м3
- плотность парогазовой фазы, приведенная к нормальным условиям
где - плотность парогазовой фазы при нормальных условиях, =0,8 кг/м3

кДж
-энергия сгорания ПГФ, поступающей к разгерметизированному участку от смежных объектов (блоков), кДж, =0 кДж.
-энергия сгорания ПГФ, образующийся за счет энергии перегретой жидкой фазы, рассматриваемого блока за время
где -масса жидкой фазы, имеющейся в блоке, кг.
С’’- удельная теплоемкость жидкой фазы, С’’=1,68 кДж/кг•0С [7];
- разность температуры жидкой фазы при регламентированном режиме и ее кипения, =25,50С [3]
кДж
- энергия сгорания ПГФ, образующейся из жидкой фазы за счет тепла экзотермических реакций не прекращающихся при аварийной разгерметизации;
- энергия сгорания ПГФ, образующейся из жидкой фазы, за счет теплопритока от внешних теплоносителей;
Так как смежный блоки отсутствуют, экзотермические реакции отсутствуют и внешние теплоносители отсутствуют, поэтому = =0 кДж.
- энергия сгорания ПГФ, образующейся из пролитой на твердую поверхность жидкой фазы за счет теплоотдачи от окружающей среды.
кДж.
4 Определяем категорию взрывоопасности блока
По значению общего энергетического потенциала Е определим при-веденную массу m и относительный энергетический потенциал Qв, характеризующий взрывоопасность технологических блоков.

Согласно таблице 4 [1] рассчитываемый блок относится к 1 категории взрывоопасности.
5 Рассчитываем радиусы разрушения при взрыве парогазового облака в блоке
Радиус разрушения определяется по формуле:
R=R0•к,
где R0- радиус разрушения, определяемый при массе горючих паров m 5000 кг по формуле, согласно [2]
где WТ- тротиловый эквивалент взрыва парогазовой среды, WТ=3,62•106 м3, согласно [1]
м
Зоной разрушения считается площадь с границами, определяемыми радиусами R, центром которой является рассматриваемый технологический блок.
Классификация зоны разрушения приведена в таблице 3.1
Таблица 3.1 - Классификация зоны разрушения.

Класс зоны разрушения [1] Безразмерный коэффициент, К
1 2
1 (полное сгорание зданий и сооружений) 3,8
2 (50% разрушение зданий и сооружений) 5,6
3 (разрушение зданий и сооружений без обрушения)
9,6
4 (умеренное разрушение здания) 28
5 (малое повреждение зданий с разрушением 10% остекления)
56

Для 1 класса R=153,5•3,8=583,3 м
Для 2 класса R=153,5•5,6=859,6 м
Для 3 класса R=153,5•9,6=1473,6 м
Для 4 класса R=153,5•28=4298 м
Для 5 класса R=153,5•56=8596 м
6 Определяем площадь зоны фактического заражения по следующей формуле:
Sф=К8•Г2•N0,2,
где К8- коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости воздуха, принимается равным при конвекции, К8=0,133 [4];
Г-глубина зоны заражения, км, Г=8,596 км;
N- время, прошедшее после аварии, N=1 сут.
Sф=0,133•8,5962•10,2=9,83 км
Вид зоны возможного заражения при скорости ветра V>0,6-1 м/с показан на рисунке 3.1 и выполнен в масштабе 1:200000

Рисунок 3.1 - Зона возможного заражения.
7 Расчет вероятности аварии ведется по методике, изложенной со-гласно [2] с использованием [5]. Метод определения вероятности возникновения пожара (взрыва) в взрывопожароопасном объекте устанавливает порядок расчета вероятности возникновения пожара (взрыва) в объекте и здании.
Сущность метода: вероятность возникновения пожара (взрыва) в пожароопасном объекте определяют на этапах его проектирования, строительства и эксплуатации. Для расчета вероятности возникновения пожара (взрыва) на действующих или строящихся объектах, необходимо располагать статистические данными о времени существования различных пожаровзрывоопасных событий. Вероятность возникновения пожара (взрыва) в проектируемых объектах определяют на основе показателей надежности элементов объекта, позволяющих рассчитать вероятность производственного оборудования, систем контроля и управления, а также других устройств, составляющих объект, которые приводят к реализации раз-личных пожаровзрывоопасных событий.
Под пожаровзрывоопасными событиями понимают события, реализация которых приводят к образованию горючей среды и появлению источника зажигания. Числовые значения необходимых расчетов вероятности возникновения пожара (взрыва), показателей надежности различных технологических аппаратов, систем управления, контроля, связи и тому подобных, используемых при проектировании объекта или исходные данные для их расчета выбирают из нормативно-технической документации, стандартов и паспортов на элементы объекта. Необходимые сведения могут быть получены в результате сбора и обработки статистических данных об отказах анализируемых элементов в условиях эксплуатации.
Сбор необходимых статистических данных проводят по единой про-грамме, входящей в состав настоящего метода.
Для рассматриваемой нефтебазы основными факторами риска аварий являются:
-сложные природно-климатические условия эксплуатации: полярные ночи, низкие температуры, нерегулярное энергоснабжение, ветровые нагрузки, снежный покров, обледенение, волновые нагрузки, возможность подтопления;
-большое количество резервуаров хранения;
-межплощадочная перекачка нефтепродуктов по наземным трубопроводам длиной 1,5 км;
-использование эстакадного налива, раздаточных, где происходит контакт нефтепродуктов с атмосферным воздухом;
-наличие морского терминала для танкерного отпуска/приема нефтепродуктов;
-нерегулируемый отпуск нефтепродуктов различными способами (автоцистерны, танкеры, бочкотара);
-низкий уровень автоматизации: запорная арматура, выполненая в ручном исполнении;
На основе анализа аварийности на объектах, находящихся в похожих климатических условиях с большими объемами хранения имеющих сходное оборудование, выбраны следующие типичные последствия аварий (в порядке убывания вероятности):
-разливы нефтепродуктов, как на суше, так и на водной поверхности;
-пожары проливов нефтепродуктов;
-горение паров бензина на автоцистернах с бензином, которые рассматривались как возможные эскаляции аварии при длинных максимально наполненных автоцистернах в открытом пламени.
Контрольные вопросы:
1 Какое из направлений экологического риска используют в качестве исходных данных ПДК вредных веществ?
Основано на сравнении данных химического анализа с ПДК вредных веществ, которые являются ксенобиотиками (вещества, полученные искусственным путем и чуждые живому.)
2 Что такое поллютант?
Поллютант (загрязняющее вещество) - один из видов загрязнителей, любое химическое вещество или соединение, которое находится в объекте окружающей природной среды в количествах, превышающих фоновые значения и вызывающие тем самым химическое загрязнение.
3 С какой целью применяется биотестирование?
Биотестирование - это процесс определения, с помощью реакций живых организмов, степени токсичности окружающий этот организм среды.
Биотестирование применяется для токсикологической оценки промышленных, сточных, бытовых, сельскохозяйственны, загрязненных природных и поверхностных вод с целью выявления потенциальных источников загрязнения.

похожие статьи:

Поиск

Партнеры